表面纹理测量设备、其控制器和用于控制其的方法与流程

本发明涉及一种表面纹理测量设备、用于该表面纹理测量设备的控制器，以及用于控制该表面纹理测量设备的方法。进一步，本发明涉及具有多个显示量程(range)的表面纹理测量设备、和用于控制该表面纹理测量设备的方法。

背景技术：
通常，表面纹理测量设备已知通过探针扫描工件的表面，以测量其表面纹理(表面粗糙度、波动、外形等等)。在表面纹理测量设备中，探针沿固定的方向(X轴方向)移动，并由于工件表面的不平整而在探针的垂直方向(Z轴方向)产生位移。检测信号进行放大或者AD转换被执行，然后作为移动距离的函数在显示器上显示所述信号。另外，在作为一类表面纹理测量设备的圆度测量设备中，探针与具有可旋转样式的工件的外周表面稳定接触。随后转动工件，工件旋转一周即可检测得到轮廓形状。通常，在表面纹理测量设备中使用的位移传感器具有高灵敏度级别；不过，位移传感器的检测冲程(可测量量程)不大。另外，检测分辨率受限于AD转换器的性能或者放大器的噪声电平，因此检测分辨率不能无限大。因此，放大器的放大因子被转换为多个级别，并且可以从短冲程高分辨率的量程到长冲程低分辨率的量程中进行合适选择来显示。在图7的表面纹理测量设备90中，当驱动器92利用来自控制器91的命令而沿X轴方向移动臂93时，探针94根据工件95表面的不平整性而在Z轴方向位移。该位移通过位移传感器96检测，并被送往控制器91。在控制器91中，来自位移传感器96的检测信号通过量程放大器97放大，然后作为与扫描位置对应的位移量图而显示在显示器98上。例如，即使在量程放大器97被设置为1x量程时不平整度不清楚的情况中，如显示器98A所示，通过把量程放大器97设置为10x量程，可以清楚地识别不平整度，如显示器98B所示。作为如上所述的具有多个显示量程的表面纹理测量设备，在日本专利公开文本No.2000-310529和H05-34145中已知。在日本专利公开文本No.2000-310529中，响应于测量数据自动切换在多个显示量程中的显示，由此提高测量操作的适应性和效率。在日本专利公开文本H05-34145中，为了以多个显示量程显示，能够针对测量数据而自动控制每个量程的偏移量，因此提高测量操作的适宜性和效率。在表面纹理测量设备中，当在多个显示量程之间切换以执行显示时，由于每个显示量程的处理系统的特性等原因可能会出现显示误差。具体地，在表面纹理测量设备的每个显示量程中，利用每个量程的增益将测量值转换为显示值。但是，当对于每个量程在放大器中具有误差时，存在即使测量值相同、对于每个显示量程也导致不同的显示值的可能性。例如，在10μm量程，显示是0.60μm；但是在1μm量程，显示是0.61μm。响应于不同量程之间的上述误差，用户可通过对于每个显示量程而控制设备来解决误差。同时，当如日本专利公开文本No.2000-310529中自动执行显示量程之间的切换时，当用户控制每个开关时，自动化的优点被破坏。因此，能自动进行平坦的误差控制的技术是非常有意义的，如在日本专利公开文本No.H05-34145中的。在日本专利公开文本H05-34145中尝试解决的量程间误差主要是由于各量程在偏移量上的误差。偏移误差表示在量程间误差；然而，清楚的是，简单地解决偏移误差对于解决量程间误差是不够的。在图8，相对于横轴上的测量值而示出如竖轴所示的显示值。每个值之间的关系基本上是正斜率的比例关系。在传统的各显示量程之间的切换中，当测量值小时，使用具有高的放大因子的显示量程R1。当测量值变得更大时，通过切换到显示量程R2和R3来执行显示。在R1到R3的每个显示量程中出现量程间误差。如前所述，偏移误差表示量程间误差，并且在图8的曲线中显示为每个显示量程之间的步幅。偏移误差对应于图中的平行移动；不过，在量程间的实际误差也作为图中的倾斜度出现。因此，如上所述的简单地解决偏移误差在部分分辨率的量程间误差中停止。因此，需要发展能够对于每个完全显示量程而解决误差的技术。

技术实现要素：
本发明提供一种表面纹理测量设备、用于该表面纹理测量设备的控制器、以及用于控制所述表面纹理测量设备的方法，其能够解决每个完全显示量程的误差。除偏移误差(表示量程间误差)之外，本发明也校正了增益误差(量程间误差的不同代表)，因此实现用于每个完全显示量程的误差的分辨率。具体地，在图8中，用于每个显示量程的放大增益的变化被示出为在图中的用于每个显示量程的倾斜度。通过校正这个增益误差，本发明试图解决每个完全显示量程中的误差。因此，本发明包括如下所指明的结构。本发明的表面纹理测量设备包括：位移传感器，检测工件表面的位移；显示器，用于显示测量结果；和控制器，用于处理来自位移传感器的检测信号，以及在显示器上显示测量结果。控制器包括传感器电路、量程放大器电路、AD转换器和数字转换器。所述传感器电路处理来自位移传感器的检测信号，并且输出检测信号作为测量值。量程放大器电路包括多个量程放大器，用于以不同放大因子放大测量值。AD转换器对通过量程放大器电路放大的模拟信号进行数字转换。数字电路处理由AD转换器转换的AD转换值，并且在显示器上以对应于量程放大器的多个显示量程来显示所述AD转换值。在表面纹理测量设备中，数字电路在显示器上显示通过AD转换器转换的AD转换值和对应于显示量程的已校正显示分辨率的乘积，作为已校正显示值。对于已校正显示分辨率，选择任一显示量程作为参考量程，并且为每个显示量程定义校准测量值。依次代替测量值而将校准测量值输入到对应于参考量程的量程放大器，以作为参考显示值得到在显示器上显示的显示值。替代各个测量值而将对应于各显示量程的校准测量值输入到对应于每个显示量程的量程放大器，然后获得用于每个显示量程的AD转换值和显示在显示器上的显示值。对每个显示量程，通过将参考显示值除以显示值来计算增益误差率；通过将显示值除以AD转换值计算显示分辨率，并且显示分辨率和增益误差率的乘积被作为校正显示分辨率记录。本发明的表面纹理测量设备的控制器被提供给表面纹理测量设备，该为表面纹理测量设备包括：位移传感器，其用于检测工件表面的位移；显示器，其用于显示测量结果。控制器处理从位移传感器获得的检测信号并且在显示器上显示测量结果。控制器包括传感器电路、量程放大器电路、AD转换器和数字电路。传感器电路处理来自位移传感器的检测信号，并输出检测信号作为测量值。量程放大器电路包括以不同的放大因子放大测量值的多个量程放大器。AD转换器对通过量程放大器电路放大的模拟信号进行数字转换。数字电路处理由AD转换器转换的AD转换值，并且以对应于量程放大器的多个显示量程来在显示器上显示AD转换值。在控制器中，数字电路在显示器上显示由AD转换器转换的AD转换值和对应于显示量程的已校正显示分辨率的乘积，作为已校正显示值。对于已校正显示分辨率，选择任一显示量程作为参考量程，并且相对于每个显示量程定义校准测量值。替代各个测量值而将校准测量值输入到对应于显示量程的量程放大器，以获得在显示器上显示的显示值作为参考显示值。替代各个测量值而将对应于每个显示量程的校准测量值输入到对应于每个显示量程的量程放大器，然后获得用于每个显示量程的AD转换值和显示在显示器上的显示值。对每个显示量程，通过将参考显示值除以显示值来计算增益误差率；通过将显示值除以AD转换值计算显示分辨率；并且显示分辨率和增益误差率的乘积被记录为已校正显示分辨率。一种用于控制表面纹理测量设备的方法控制表面纹理测量设备，该表面纹理测量设备包括：位移传感器，其用于检测工件表面的位移；显示器，其用于显示测量结果；和控制器，用于处理来自位移传感器的检测信号并在显示器上显示测量结果。控制器包括传感器电路、量程放大器电路、AD转换器和数字电路。所述传感器电路处理来自位移传感器的检测信号，并且输出检测信号作为测量值。量程放大器电路包括以不同放大因子放大测量值的多个量程放大器。AD转换器对被量程放大器电路放大的模拟信号进行数字转换。数字电路处理由AD转换器转换的AD转换值，并且在显示器上以对应于量程放大器的多个显示量程来显示所述AD转换值。用于控制表面纹理测量设备的方法包括：选择任一显示量程作为参考量程，并且为每个显示量程定义校准测量值；依次代替测量值而将校准测量值输入到对应于参考量程的量程放大器，以得到在显示器上显示的显示值作为参考显示值；替代各个测量值而将对应于每个显示量程的校准测量值输入到对应于每个显示量程的量程放大器，然后获得用于每个显示量程的AD转换值和显示在显示器上的显示值；对每个显示量程，通过将参考显示值除以显示值来计算增益误差率，通过将显示值除以AD转换值计算显示分辨率，并且记录显示分辨率和增益误差率的乘积作为已校正显示分辨率；以及使用数字电路将AD转换器所转换的AD转换值和与显示器上显示量程对应的已校正显示分辨率的乘积作为已校正显示值而显示在显示器上。在如上所述的本发明中，当利用控制器在显示器上显示测量结果时，可以执行多个显示量程的显示。另外，在每个显示量程中执行显示的用于量程放大器的增益误差可以被校正(增益误差校正)，并且可以使得通过每个显示量程所显示的测量结果准确。具体地，多个显示量程中的一个被用作参考量程，以计算参考量程和其它显示量程之间的增益误差率。然后，基于增益误差率来控制每个显示量程的显示分辨率。因此，每个显示量程的增益可以使用参考量程作为参考来控制。作为这种增益误差校正的结果，在所有显示量程中，变得可能使用作为参考的参考量程以及用于参考量程的量程误差分辨率来以已校正显示分辨率进行显示。增益误差校正也启用用于每个完全显示量程的误差分辨率。在本发明中，对于每个显示量程，可依次执行获得用于与每个显示量程对应的量程放大器的AD转换值以及显示值、并记录用于每个显示量程的已校正显示分辨率。替代地，在针对所有显示量程而获得AD转换值和显示值后，可以集中地记录用于所有显示量程的已校正显示分辨率。在本实施例中，利用对应于参考量程的量程放大器获得参考显示值可以在获得用于与每个显示量程对应的量程放大器的AD转换值和显示值之前进行，或者在之后进行，或者同时进行。简而言之，确定顺序，使得可以使用用于记录每个显示量程的校正显示结果所需数据。本发明的表面纹理测量设备优选包括在传感器电路和量程放大电路之间的电平(level)移位电路，所述电平移位电路将电平移位量加到从传感器电路输出的测量值。所述电平移位量优选通过每个显示量程的偏移量指定，所述偏移量接收自所述数字电路。在从传感器电路输出的测量值是预定参考电压的情况中，在电平移位量被控制为使AD转换值等于预定值时，偏移量优选地被视为电平移位量。本发明的用于表面纹理测量设备的控制器优选包括传感器电路和量程放大电路之间的电平移位电路，所述电平移位电路将电平移位量加到从传感器电路输出的测量值。所述电平移位量优选地通过每个显示量程的偏移量指定，所述偏移量接收自数字电路。在从传感器电路输出的测量值是预定参考电压的情况中，在电平移位量被控制为使AD转换值等于预定值时，偏移量优选地被视为电平移位量。在本发明的用于控制表面纹理测量设备的方法中，表面纹理测量设备优选包括位于传感器电路和量程放大电路之间的电平移位电路，所述电平移位电路将电平移位量加到从传感器电路输出的测量值。所述电平移位量优选通过用于每个显示量程的偏移量指定，所述偏移量接收自数字电路。所述用于控制表面纹理测量设备的方法优选包括：在每个显示量程中，从传感器电路输出的测量值为预定的参考电压；控制电平移位量，使AD转换值在该状态下等于预定值；并且此时将电平移位量视为偏移量。在如上所述的本发明中，可以对从量程放大电路到AD转换器的电路进行偏移控制。具体地，通过定义用于每个显示量程(例如，用于每个量程放大器)的偏移量，当显示量程被切换时，可以定义相应的偏移量。本发明中，例如，0伏可以作为预定参考电压，并且所述参考电压可以容易地通过将设备接地获得。这种情况下，AD转换值的预定值也被设为0(即，控制电平移位量使AD转换值等于0)。在本发明中，优选地在增益误差校正之前执行这个偏移控制。但是，偏移控制也可以在增益误差校正之后执行或者同时执行。附图说明本发明在随后的细节说明书中、参考利用本发明的示范实施例的非限制性示例提及的多个附图来进一步说明，在附图中相同的附图标记贯穿所述几个图而表示相似的部分，其中：图1是图示了根据本发明的表面纹理测量设备的实施例的框图；图2是图示了实施例中的控制过程的流程图；图3是图示了实施例中控制的信息的图；图4是图示了实施例中控制的信息的图；图5是图示了实施例中控制的信息的图；图6是图示了实施例中的控制结果的图；图7是传统的表面纹理测量设备的示意配置的架构图；以及图8是传统的表面纹理测量设备中的测量结果的图。具体实施方式这里示出的详细内容作为示例、并仅以对本发明实施例的说明详述为目的，并且以被认为是最有用和容易理解本发明原理和构思的方式提出。基于此，相比理解本发明基本原理的必要性所需要的，不尝试更详细地示出本发明的结构细节，描述结合附图使本领域技术人员清楚如何在实践中实施本发明的形式。此后，结合附图描述本发明的实施例。在图1中，根据本实施例的表面纹理测量设备10具有类似于上述的传统的表面纹理测量设备90(参阅图7)的配置。具体地，如图7所示，在表面纹理测量设备90中，驱动器92沿X轴方向移动臂93。探针94根据工件95表面中的起伏而在Z轴方向内产生位移。位移传感器96检测到所述位移，并随后发送到控制器91。在控制器91中通过量程放大器97放大来自位移传感器96的检测信号，并且作为对应于扫描位置的位移量的图而在显示器98上显示所述检测信号。本实施例的表面纹理测量设备10具有上述相似的结构。因此，在图1和随后的描述中，相同的参考数字表示与图7中的相似的元件，并省略重复的描述。在图1中，本实施例的表面纹理测量设备10包括基于本发明的控制器11。驱动器92、位移传感器96、以及显示器98连接到控制器11。另外，运算器12和大容量外部存储器13连接到控制器11。运算器12用于执行例如运算指令和定义的运算，大容量外部存储器13储存信息。控制器11包括模拟电路20和数字电路30。AD转换器41和DA转换器42被提供在模拟电路20和数字电路30之间。AD转换器41对从模拟电路20输出的模拟信号进行数字转换，并且将信号传输给数字电路30。DA转换器42对从数字电路30输出的数字信号执行模拟转换，并且将信号传输到模拟电路20。模拟电路20包括传感器电路21，所述传感器电路进行例如放大来自位移传感器96的检测信号SS并输出探测信号SS作为测量值SA的处理。测量值SA通过例如下述方式获得，检测信号SS通过放大器211放大并通过同步整流器212整流，之后检测信号SS通过滤波器电路213。另外，模拟电路20包括电平移位电路22和量程放大器电路23。电平移位电路22利用预定的电平切换量LS对从传感器电路21输出的测量值SA执行电平移位(偏移控制或偏置控制)。量程放大器电路23包括多个量程放大器231到233，用于按不同放大因子对电平转换后的测量值SA进行放大。而且，模拟电路20包括驱动控制电路24，其基于来自数字电路30的操作命令来控制驱动器92。为了在n个显示量程Ri(i＝1到n)上执行显示，量程放大器电路23包括n个量程放大器。在本实施例中，n＝3，且提供3个量程放大器231到233用于对应于显示量程R1到R3。对应于每个显示量程Ri(i＝1到n)的量程放大器具有放大因子βi。本实施例中，对应于显示量程R1到R3的量程放大器231到233的放大因子分别为β1到β3。而且，当用于每个显示量程Ri的量程放大器的输出是放大的测量值AAi时，每个量程放大器Ri的放大因子βi等于放大的测量值AA除以测量值SA与电平移位量LS的和。放大的测量值AAi通过AD转换器41进行数字转换，并作为AD转换值ADi传给数字电路30。在本实施例中，用于每个显示量程R1到R3的放大的测量值AA1到AA3被作为AD转换值AD1到AD3传输给数字电路30。数字电路30包括CPU31，其采用微处理器等。CPU31经由输入/输出界面(I/O)32连接到显示器98、运算器12和外部存储器13。例如闪存ROM的非易失性存储器33可连接到CPU31，并且可以适当地储存在处理中使用的数据。CPU31使用被写入到未在图中示出的程序区域的操作程序来运算，并进行下列操作。操作命令基于操作程序输出。所述命令通过DA转换器42传送到驱动控制电路24，并且引起驱动器92执行指定的测量。因此，工件95的表面纹理通过位移传感器96检测，并作为检测信号SS传送到传感器电路21。从模拟电路20中的量程放大电路23通过AD转换器41传递AD转换值ADi。然后，AD转换值ADi经历预定的处理，并在显示器98上按任一显示量程Ri显示测量结果图(X轴运动位置与Z轴位移的图)。此时，当屏幕上一定长度的图中的显示值DATA是在显示器98的显示屏幕上显示的图中的用于AD转换值ADi的测量结果时，用于显示器98上的显示量程Ri的显示分辨率DIVi具有如下关系：显示值DATA＝ADixDIVi。在诸如本实施例的表面纹理测量设备中，如前所述，例如用于每个显示量程Ri的量程放大器的放大因子βi的误差影响所述AD转换值ADi。因此，量程间误差也被反映在显示在显示器98上的显示值DATA上。为解决所述量程间误差，在测量操作之前执行基于本发明的控制流程。在图2中，基于本发明的控制流程包括偏移控制阶段P1、增益误差校正阶段P2、以及测试显示阶段P3。偏移控制阶段P1对本发明并不是必须的，但是优选执行以改善控制结果。增益误差校正阶段P2是基于本发明的必要过程。测试显示阶段P3是用于验证结果所需的过程，并且可能被适当忽略。图2使用n个显示量程进行概括。但如前所述，在本实施例中，n＝3(即，显示量程数i＝1到3)，以应用图1的结构。在偏移控制阶段P1，步骤P11和P12被执行。在步骤P11中，0V的基准电压被输入到电平移位电路22用于每个显示量程Ri(i＝1到n)，作为校准测量值SAi，以控制电平移位量LS从而AD转换值ADi＝0。在步骤P12中，被控制的电平移位量LS被记录为在每个显示量程Ri的偏移量ADofsi。具体地，首先，选择用于显示量程R1的量程放大器231，并且0V的基准电压被作为校准测量值SA1输入到电平移位电路22，以控制电平移位量LS使AD转换值AD1＝0。当控制完成时，电平移位量LS被记录为用于显示量程R1的偏移量ADofsl。接着，选择用于显示量程R2的量程放大器232，并且电平移位量LS被类似地记录为偏移量ADofs2，然后记录用于显示量程R3的偏移量ADofs3。例如，在图3中，对于量程输入(输入到电平移位电路22的校准测量值SA1)，用于每个显示量程R1到R3的量程输出(放大的测量结果AA1到AA3，为量程放大器231到233的输出)各自形成有正斜率的直线。当用于每个显示量程R1到R3的量程输入为0时，用于显示量程R1的量程输出是0。但是，显示量程R2和R3的量程输出不是0。对于显示量程R2和R3，通过加入电平移位量LS可以使量程输出为0。所述电平移位量LS被记录为偏移量ADofs2和ADofs3。以这种方法获得的偏移量ADofsi(i＝1到3)是用于当每个输入相同时矫正输出的偏移量。通过利用这个偏移量来对实际测量值SAi进行电平移位，可以进行各显示量程1到3间的偏移误差校正。在增益误差校正阶段P2中，执行步骤21到24。在步骤P21中，选择任一显示量程Ri(i＝1到n)作为参考量程Rr。然后，为每个显示量程Ri(i＝1到n)定义校准测量值SAi。此时，校准测量值SAi优选地被定义为接近最大量程值的值，以用于具有在各显示量程Ri和参考量程Rr之中的最大放大因子的量程。例如，在图4中，选择显示量程R2作为参考量程。用于显示量程R1的校正测量数据SA1被依据显示量程R2来定义，所述量程R2为参考量程。在这种情况下，当校准测量值SA1被用作量程输入(电平移位电路22的输入)时，显示量程R1的量程输出的AD转换值(即，放大的测量值AA1，其是量程放大器231的输出)为AD转换值AD1，并且用于显示量程R2的量程输出的AD转换值(即，放大的测量AA2，是量程放大器232的输出)为AD转换值AD2。在这种情况下，图中用于显示量程R1的倾斜度(放大因子β1)比图中用于显示量程R2的倾斜度(放大因子β2)大。因此，校准测量值SA1可被选择为使AD转换值AD1接近用于显示量程R1的最大量程值。同时，在图5中，用于显示量程R3的校准测量值SA3依据显示量程R2(参考量程)来定义。在这种情况下，类似地，用于显示量程R2的量程输出的AD转换值(即，放大的测量值AA2，其是量程放大器232的输出)为AD转换值AD2，并且用于显示量程R3的量程输出的AD转换值(即，放大的测量值AA3，其是量程放大器233的输出)为AD转换值AD3。在这种情况下，图中用于显示量程R2的倾斜度(放大因子β2)比图中用于显示量程R3的倾斜度(放大因子β3)大。因此，校准测量值SA3可被选择为使AD转换值AD2接近用于显示量程R2的最大量程值。在步骤P22中，选择参考量程Rr(即，对应于参考量程Rr的量程放大器)。然后，利用所选择的参考量程RR，校准测量值SAi(i＝1到n)被依次输入到电平移位电路22。然后，从在显示器98上显示的图像中的图表长度获得参考显示值rDATAi(i＝1到n)。获得的参考显示值rDATAi(i＝1到n)通过将每个校准测量值SAi(i＝1到n)输入到对应于参考量程Rr(共享的参考量程放大器)的量程放大器获得。获得的参考显示值rDATAi(i＝1到n)反映了每个校准测量值SAi(i＝1到n)相对于参考量程Rr的特性。在步骤P23中，将用于每个显示量程Ri(i＝1到n)的每个校准测量值SAi输入到电平移位电路22，并获得用于校准测量值SAi的AD转换值ADi输出。另外，从显示器98上显示的图像中的图表的长度获得显示值DATAi。所获得的AD转换值ADi和显示值DATAi反映了与每个显示量程Ri(i＝1到n)对应的量程放大器相对于每个校准测量值SAi的特性。在步骤P24中，计算用于各显示量程(i＝1到n)的下列每个值。增益误差率ki是通过ki＝rDATAi/DATAi而找到的。增益误差率ki是参考显示值rDATAi(在用于参考量程Rr的量程放大器中放大相同的校准测量值SAi之后)与显示值DATAi(在用于各显示量程Ri的量程放大器中放大相同的校准测量值SAi之后)的比率。每个显示量程Ri的量程间误差的影响，其包括综合放大因子βi，被管束，并作为相对于参考量程Rr的比率来测量。显示分辨率DIVi是用于显示在显示器98上的显示量程Ri的显示分辨率，并利用DIVi＝DATAi/(ADi-ADofsi)来计算。此时，显示值DATAi仍然包括用于每个显示量程Ri的量程间误差，并且所述显示分辨率DIVi也包括量程间误差。已校正显示分辨率cDIVi被利用cDIVi＝DIVi×ki来得到。如前所述，显示分辨率DIVi包括量程间误差；但是，每个显示量程Ri的量程间误差的影响被管束并且通过增益误差率ki来校正，其中增益误差率作为关于参考量程Rr的比率来测量。因此，在校正的显示分辨率cDIVi中可以解决量程间误差。在测试显示阶段P3，如在步骤P31中，对每个显示量程Ri(i＝1到n)输入实际测量值SA，然后，显示校正的显示值cDATAi＝(ADi-ADofsi)×cDIVi。在本实施例中，通过使用校正的显示分辨率cDIVi，以利用AD转换值ADi和偏移量ADofsi执行计算并在显示器98上显示，可以获得不包含量程间误差的已校正显示值cDATAi＝(ADi-ADofsi)xcDIVi。另外，通过使用已校正显示值cDATAi执行显示，可以解决显示器98上的每个显示量程Ri(i＝1到n)的量程间误差。使用本实施例的具体的例子描述了增益误差校正阶段P2(步骤P21到P24)，其包括三个显示量程R1到R3。首先，根据步骤P21，从显示量程R1到R3中选择中间显示量程R2作为参考量程。然后如上的图4和5中的具体实施例所示的，为显示量程R1和R3定义校准测量值SA1和SA3，其中显示量程R1和R3不是参考量程。下一步，基于步骤P22，在选择显示量程R2(参考量程)时，输入校准测量值SA1以测量参考显示值rDATA1，以及输入校准测量值SA3以测量参考显示值rDATA3。然后，基于步骤P23，在选择显示量程R1(除了参考量程之外的显示量程)的状态中，输入校准测量值SA1以测量AD转换值AD1和显示值DATA1。类似地，在选择显示量程R3的状态中，输入校准测量值SA3以测量AD转换值AD3和显示值DATA3。而且，基于步骤P24，计算用于显示量程R1和R3的增益误差率k1和k3、显示分辨率DIV1和DIV3、以及已校正显示分辨率cDIV1和cDIV3，其中显示量程Ri和R3不是参考量程。k1＝rDATA1/DATA1k3＝rDATA3/DATA3DIV1＝DATA1/(AD1-ADofs1)DIV3＝DATA3/(AD3-ADofs3)cDIV1＝DIV1xk1cDIV3＝DIV3xk3此外，因为显示量程R2(参考量程)自己是参考，增益误差率为k2＝rDATA2/DATA2＝1，且校正的显示分辨率为cDIV2＝DIV2x1＝DATA2/(AD2-ADofs2)。继这些计算之后，通过使用校正的显示值cDATAi进行显示，能够解决用于显示量程1到3的量程间误差。cDATA1＝(AD1-ADofsl)xcDIV1cDATA2＝(AD2-ADofs2)xCDIV2cDATA3＝(AD3-ADofs3)xCDIV3通过采用所述已校正显示值cDATAi进行显示，利用校正的显示分辨率cDIVi可以求解倾斜中的增益误差，并且可以采用ADofsi对偏移误差执行校正。因此，根据本实施例的表面纹理测量设备10，如图6中所示，可以在每个显示量程Ri到R3上获得光滑、连续的图表，并可以解决在显示量程R1到R3间切换而产生的量程间误差。此外，本发明不局限于如上所述的实施例，还可以包括在不背离本发明目的的范围内的修改。在上述实施例中，使用了3个显示量程R1到R3，并且中间显示量程R2用作参考量程Rr。但是，例如显示量程R1也可用作参考量程，并计算用于其它显示量程R2和R3的增益误差率k2和k3。在本实施例中，使用了三个显示量程Ri，但是也可以使用四个或更多。在上述实施例中，还为了校正偏移误差，在偏移控制阶段P1计算偏移量ADofsi。通过在增益误差校正阶段P2考虑偏移量ADofsi，利用DIVi＝DATAi/(ADi-ADofsi)来计算分辨率DIVi。另外，已校正显示值cDATAi＝(ADi-ADofsi)×cDIVi用于显示。然而，也可省略偏移误差计算。这种情况下，可以在增益误差校正阶段P2计算分辨率DIVi＝DATAi/ADi，并可以显示已校正显示值cDATAi＝ADi×cDIVi。也可以适当修改表面纹理测量设备10中的其他结构，如模拟电路20、数字电路30、或者驱动器92、位移传感器96、以及连接到控制器11的显示器98的配置。需要注意的是，上述例子仅为提供说明，且从任何方式都不构成为本发明的限制。当通过参考的示范性实施例描述本发明时，将理解，这里使用的文字是描述和说明性文字，而不是限制性文字。在权利要求的范围内，如目前说明和修改那样，可以在不超出本发明范围和精神下在各方面作出改变。虽然本发明参照特定的结构、材料和实施例进行了描述，但本发明并不局限于在此公开的特定内容；相反，本发明扩展到所有功能等同的结构、方法和应用，例如权利要求范围内的结构、方法和应用。本发明不局限于上述的实施例，并且在不超出本发明范围的情况下，可能进行各种变化和修改。